杨超 王艳龙
中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 云南 曲靖 655000
摘要：近年来，随着社会的进步，电力行业发展迅速，为保证电力行业的稳定运行，分析了人工智能技术在电力系统输电线路安全运行中的应用。其主要有多源异构数据信息采集与处理技术，基于聚类分析的多源异构数据挖掘技术，基于大数据分析的输变电设备状态评估技术，基于人工智能的输配电装备运维策略。分析了人工智能监测系统的开发与应用，即输电线路在线监测，数据信号的无线传输以及远程视频监测。
关键词：人工智能；输电线路；安全运行；应用
引言
21世纪，智能电网的研究已成为电力系统的战略目标。从最新智能电网的发展趋势来看，人工智能技术在输电线路在线监测和状态维修方面的应用已经十分广泛。AI将为电力工业的发展开辟全新的途径。
1技术路径
针对输配电装备运维难点和电力系统数据特征，通过研究多源信息采集与处理技术，依托不同平台，借助数据融合法全方位获取输电线路运行过程中的各项数据，如设备状态、实时状态、电网运行指标等，从而对多源异构数据进行处理，并进行规范化使用，实现视频、图像、文本等多源电网数据的源端融合。通过研究基于大数据分析的输变电设备评估模型及状态诊断方法，实现电网装备状态评价的智能化、专业化、信息化和互动化。通过研究基于人工智能和大数据的输配电装备健康预警技术，实现输配电装备的实时感知、在线监测、科学预警、智能诊断。并以上述技术为基础，开发基于大数据的输配电装备智能化远程运维系统，根据输配电装备运维需要，深入挖掘、分析装备运行数据，形成智能运维报告。
2人工智能在输电线路安全运行中的应用
2.1输电线路在线监测
在人工智能应用领域中，专家系统是重要的组成部分。对于电力系统而言，开发输电线路在线监测专家系统是极为必要的，其目的在于通过分析监测系统收集的数据，推断出输电线路可能存在的故障点及所发故障的原因，包含知识库、数据库、解释机制、推理机以及人机接口五个部分。监测系统获取数据信号的手段主要有远程可视、线路安全运行、避雷器等。将所收集的数据信息分别构建成静态数据库和动态数据库，当监测系统运行时，远程可视监控模块将率先启动，并将现场情况转化为可视图像，避雷器、安全运行模块相继启动，系统将会根据各个模块的数据分析结果，启动综合分析模块，从而对结果进行全面的判断，其结果可以作为输电线路早期故障的重要诊断依据，具有一定的参考意义。
2.2智能网络调度
在电力系统领域，人工智能技术的应用可以创建智能电网调度系统，实现了源网络各种负荷因子的全局协调，达到了准确调度和快速调度的目的。当前，相对复杂的交直流电力系统的快速发展以及新电力的广泛使用对电力系统的运行和管理提出了重大挑战，要求电力系统更快，更智能。通过对电力系统运行机制的深入分析，对控制规则的独立理解和研究以及快速的故障处理等，深度学习技术等人工智能技术被用于构建智能电网调度系统。可以分析电力系统的暂态和稳态运行，可以自动确定系统不稳定的机理，并提出稳定状态调整计划。该系统可以深入研究计划规则的文本，深入研究管理行为的模式，并自动生成信息任务以进行系统管理。此外，它还可以执行在线分析，研究和评估大型电网的未来趋势，监控风险和预警，有效地评估和排除网络故障，恢复电力拓扑并在其中发挥积极作用，确保安全稳定的电力系统。
2.3避雷器监测模块
金属氧化锌避雷器是一种保护性能优越、质量轻、耐污秽、性能稳定的避雷设备，在输电线路中，其可以有效地限制线路的过电压，大大减少输电线路遭雷击的跳闸故障。在正常工作电压时，流过避雷器的电流极小(微安或毫安级)，当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护输电线路绝缘免受过电压危害的效果。近年来，国内输电线路广泛采用金属氧化锌避雷器。
避雷器应用后，会因其内部受潮、阀门片自身老化、环境污染等因素造成损坏，甚至发生爆炸事故。在日常维护中，现场人员对避雷器瓷套表面的污染状况作定期检查，测量绝缘电阻和泄漏电流，一旦发现避雷器绝缘电阻明显降低或被击穿，立即更换，以保障避雷器性能的完好。相关专家深入研究了避雷器在线监测机理，提出了泄漏电流值与避雷器性能的对应关系。将监测泄漏电流的传感器安装在避雷器的对应部位，对避雷器外表面泄漏电流(阻性电流Ir，正常值设为0．4-0．6mA)进行采样，取得相关监测数据，通过GPＲS/CDMA/3G网络发送至监控中心，人工智能判断避雷器的性能、状态，及时作出故障诊断预报。
2.4远程视频监测
输电线路远程视频监控系统主要由客户端监控软件、图像编辑器、流媒体服务器等部分组成，其核心技术是数据采集、压缩解码、无线网络数据传输等技术。系统可以对输电线路周围环境进行实时监控，能够随时获取输电线路的运行情况，强化对输电线路的管理。图像编码器将所采集的数据信号通过压缩编码码技术进行处理，借助无线通信技术将处理后数据信号传输到流媒体服务器中，管理员只需要登录监控软件，将视频流进行解码，就可获取高质量的现场图像，并进行浏览、监控，最后通过AI技术对相关信息进行处理。
2.5电力巡检
基于人工智能技术，开发一种类似于人眼的分布式智能协同作业机器人，可用于电力系统巡检和测试的实践中，并可提供全景，精确和非人为的操作，该机器人使用图像识别技术和相关的人工智能技术。在应用中具有终端的高灵活性和高定位精度的优点，并且也发挥了积极的作用。可以在远距离巡逻电力线，并利用智能机器人的功能优势（例如自主定位和导航）从不同角度收集和分析高精度图像，然后跟踪和识别电力运行状态线并分析设备性能与故障。通过迁徙学习，可以提高电力线检查的整体学习能力，并消除传统机器人的缺陷。就分配站的值班而言，多个智能机器人负责在特定区域中同时值班。对来自多个来源的信息进行全面分析可以准确地识别设备故障，并最大限度地控制多个变电站、交换机与配电室，还可以分析配电网中的故障，以确保设备的及时有效维护，提高配电站的服务水平。在隧道检查方面，使用智能机器人三维模拟隧道全景图可以实时确定隧道内的温度和压力，并分析电缆材料和设备的性能。如果存在操作风险，则可以发出预警以提高操作和管理水平。
2.6数据信号的无线传输
随着无线通信技术的不断发展，在较大范围内能够实现信号覆盖，将传感器安装到电力系统输电线路探测热点处，对监测数据信号进行采集，并以无限通信网络为载体，实现输电线路运行温度、舞动幅度、避雷器等实时数据的远程传输，无线通信技术则将所获取的可视化图片和数据信息回传到监控中心，完成监控系统的同步传输，与AI故障诊断技术构建一体化信息监控平台，对输电线路安全运行情况进行智能监控。
结语
AI的实现需要大量硬件的支撑，而软件工程更是AI的核心技术。近年来，AI在输电线路状态检测和故障诊断中的开发和应用，极大地提高了输电线路在线监测的智能化水平，保障了输电线路的安全、可靠，降低了事故的发生率。随着AI输电线路在线监测系统应用的逐步推广，AI正越来越显示出强大的生命力。
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